关于嵌入式系统

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1、.一、什么是嵌入式系统嵌入式系统是“以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁减、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统”。它与通用计算机技术的最大差异是必须支持硬件裁减和软件裁减，以适应应用系统对体积、功能、功耗、可靠性、成本等的特殊要求。二、嵌入式系统开发的4个层次嵌入式系统的开发可分为4个层次：硬件层、驱动层、操作系统层和应用层。1、硬件层硬件层开发的主要工作是根据应用的需求，选择适合的嵌入式处理器芯片，配置相应的接口电路，为嵌入式应用构建一个硬件平台。嵌入式系统的核心是嵌入式处理器。嵌入式处理器一般可分为嵌入式微

2、处理器（EMPU）、嵌入式微控制器（EMCU）、嵌入式DSP处理器（EDSP）、嵌入式片上系统（ESoC）4类。⑴嵌入式微处理器（MicroProcessorUnit）嵌入式微处理器是从通用计算机的CPU演变过来的。其特征是具有32位以上的处理器，具有较高的性能，其价格也相应较高。与通用计算机的CPU不同的是，它在实际应用中只保留与应用紧密相关的功能硬件，去除其它的冗余部分，以最低的功耗和资源实现应用系统的需要。与工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低等优点。但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等

3、器件，从而降低了系统的可靠性，技术保密性也较差。嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路板上，称为单板计算机，如STD-BUS、PC104等。近年来，德国、日本的一些公司又开发出了类似火柴盒式、名片大小的嵌入式计算机系列OEM产品。目前主要的嵌入式微处理器有：ARM，PowerPC、MIPS、Atom等系列。其中ARM是专门为各类嵌入式系统开发的嵌入式微处理器；PowerPC是1990年代初期由摩托罗拉与IBM....合作共同开发的通用型嵌入式CPU的架构。设计上更强调低耗电、非桌面功能。目前.从世界上最高速的巨型机（HPC）

4、、网络路由器、通信设备、火星探测器、机顶盒到游戏机都在使用着PowerPC架构的微处理机；MIPS处理器是20多年前由斯坦福大学开发的RISC体系结构发展而来,MIPS科技公司以IP（知识产权）授权方式向半导体厂家及嵌入式系统制造商提供MIPS-Based内核设计。我国’龙芯’系列采用的是MIPS体系结构；而Atom(凌动)是Intel将x86体系结构用于嵌入式系统的嵌入式微处理器产品。⑵嵌入式微控制器（MicroControllerUnit）嵌入式微控制器的典型代表是单片机，将CPU和计算机的外围功能单元（如：存储器、I/O口、定时计数

5、器、中断系统等）集成在一块芯片上。与嵌入式微处理器相比，单片机的最大特点是单片化，体积大大减小，功耗和成本更低。由于单片机的片内资源丰富，特别适用于控制场合，所以国外都称之为“微控制器”。嵌入式微控制器的品种数量繁多，表1-1列出了目前流行的代表产品。表1-1目前流行的嵌入式微控制器厂商内核代表产品Atmel爱特梅尔ARM7/9AVR8/32SAM7/SAM9AVR8/AVR32MICROCHIP微芯PICmicroMIPSPIC12/PIC16/PIC18PIC32FreeScale飞思卡尔C08/S08MC68H908ST意法半导体A

6、RMSTR720/740NXP恩智浦Cotex-M3LPC1500TI德州仪器C24xARMTMS320C2000MSP430F/470FRenesas瑞萨SH2/4H8/SuperH⑶嵌入式DSP处理器（DigitalSignalProcessor）DSP是专门用于信号处理的处理器，在系统结构和指令算法方面进行了特殊的设计，具有很高的编译效率和指令执行速度。DSP算法正在大量进入嵌入式领域，DSP应用正在逐步从在通用单片机中以普通指令实现DSP功能过渡到采用嵌入式DSP处理器。推动嵌入式DSP处理器发展的主要因素是嵌入式系统的智能化，例

7、如各种带有智能逻辑的消费类产品，生物信息识别终端，带有加解密算法的键盘，ADSL接入、实时语音压解系统，虚拟现实显示等。这类智能化算法一般都是运算量较大，特别是向量运算、指针线性寻址等较多，而这些正是DSP处理器的长处所在。....嵌入式DSP处理器比较有代表性的产品是TexasInstruments的TMS320系列,包括用于控制的C2000系列、移动通信的C5000系列，以及性能更高的C6000系列。此外CEVA公司的CEVA-XDSPs，CEVA-TeakLiteDSPs系列具有专用的视频指令和一个功能强大的三维DMA，广泛用于便携

8、式多媒体SoC的视频处理；ADI公司的ADSP-BF54x系列Blackfin处理器,适合那些要求现场可升级、本地存储和显示能力至关重要的多种工业应用，包括工业自动化、无线基础设施、无线电信设